JP5636158B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像表示装置に関する。

従来より、電流発光を利用した有機ＥＬ(Electroluminescence)素子を備える画像表示装置が知られている。この画像表示装置では、そこに使われている薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）および有機ＥＬ素子の温度特性により、有機ＥＬパネルの温度が変化すると発光輝度が変化する。また、有機ＥＬ素子を長時間発光させることによっても発光輝度が変化する。

この問題に対して、発光輝度の検出結果に応じて発光素子に供給する電流量を調整することで、有機ＥＬ表示装置の輝度の変化を補償する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。また、画素回路の電極に印加される所定の調整用輝度信号に呼応してアノード電極に流れる電流を検出し、その検出結果（検出電流値）と予め規定された基準電流値とを比較して、発光輝度の調整を行う技術も提案されている（例えば、特許文献２）。

特開２００４−２９７１４号公報 特開２００５−７８０１７号公報

ところで、ユーザーの目の疲労を招かない見易い画面を実現するためには、環境光の明るさに合わせて、画像表示装置の発光輝度が調整されることが好ましい。

しかしながら、上記特許文献１、２では、状況の変化に応じて発光輝度を一定に維持する手法については述べられているが、環境の変化に応じて発光輝度を積極的に変化させる点については全く触れられていない。そして、このような要求は、有機ＥＬパネルに対してだけに限られず、画像表示装置一般に共通する。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、環境の変化に合わせてユーザーにとって見易い画面を実現しつつ、消費電力を低減することができる画像表示装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る画像表示装置は、第１色の光を発する第１画素回路と、第２色の光を発する第２画素回路とを有する表示部を備えている。また、前記画像表示装置は、前記表示部の周囲の照度を検出する検出部を備えている。更に、前記画像表示装置は、前記検出部によって検出される前記表示部の周囲の照度が、第１基準照度以下の場合は、前記第１色の光を発する前記第１画素回路の輝度を、前記第２色の光を発する前記第２画素回路の輝度と異なる比率で下げる制御部を備えている。

本発明の第２の態様に係る画像表示装置は、第１色の光を発する第１画素回路と、第２色の光を発する第２画素回路と、第３色の光を発する第３画素回路とを有する表示部を備えている。また、前記画像表示装置は、前記第１画素回路に対応する第１入力階調値を第１出力階調値に変換し、前記第２画素回路に対応する第２入力階調値を第２出力階調値に変換し、前記第３画素回路に対応する第３入力階調値を第３出力階調値に変換する変換部と、前記表示部の周囲の照度を検出する検出部とを備えている。更に、前記画像表示装置は、前記検出部によって検出される前記表示部の周囲の照度が、第１基準照度以下であり且つ第２基準照度よりも高い場合は、前記第２および第３入力階調値を前記第１入力階調値よりも小さくし、前記第２および第３出力階調値よりも前記第１出力階調値の方が相対的に大きくなるように前記変換部を制御して、前記表示部の発光輝度を小さくする制御部を備えている。

本発明の第３の態様に係る画像表示装置は、本発明の第２の態様に係る画像表示装置であって、前記制御部が、前記検出部によって検出される前記表示部の周囲の照度が、前記第２基準照度以下の場合は、前記第２出力階調値よりも前記第１出力階調値の方が相対的に小さくなるように制御する。

本発明の第４の態様に係る画像表示装置は、本発明の第３の態様に係る画像表示装置であって、前記制御部が、前記検出部によって検出される前記表示部の周囲の照度が、前記第２基準照度よりも低い第３基準照度以下の場合は、前記第２および第３出力階調値よりも前記第１出力階調値の方が相対的に小さくなるように制御する。

本発明の第５の態様に係る画像表示装置は、本発明の第２から第４の何れか１つの態様に係る画像表示装置であって、前記第１から第３画素回路に対して発光に必要な電圧を供給する電源部を備える。また、前記画像表示装置では、前記制御部が、前記検出部によって検出される前記表示部の周囲の照度の低下に応じて、前記電源部から前記第１から第３画素回路に対して供給される電圧を制御し、前記表示部の発光輝度を小さくするように制御する。

本発明の第６の態様に係る画像表示装置は、本発明の第２から第５の何れか１つの態様に係る画像表示装置であって、前記第２および第３色が、青色および緑色を含む。

本発明の第７の態様に係る画像表示装置は、本発明の第２から第６の何れか１つの態様に係る画像表示装置であって、前記制御部が、γテーブルを調整し、前記表示部の発光輝度を小さくするように制御する。

本発明の第８の態様に係る画像表示装置は、本発明の第２から第７の何れか１つの態様に係る画像表示装置であって、前記表示部が、基板と、該基板上に半導体が積層されて設けられるトランジスタとを有し、前記検出部が、前記基板上に半導体が積層されて形成される。

本発明の第９の態様に係る画像表示装置は、本発明の第２から第７の何れか１つの態様に係る画像表示装置であって、前記表示部が、前記第１から第３画素回路から光が出射される前面側に設けられる透明層を有し、前記検出部が、前記透明層の端部近傍に設けられることを特徴とする。

本発明は、表示部の周囲の照度の低下に応じて、表示部の発光輝度を小さくして、消費電力を低減させるとともに、表示部の周囲の照度が、第１基準照度以下であり且つ第２基準照度よりも高い場合は、表示部の色度を変化させ、環境の変化に合わせてユーザーにとって見易い画面を実現することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

＜画像表示装置の機能的な構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る画像表示装置１の機能的な構成を示すブロック図である。

画像表示装置１は、主に、有機ＥＬディスプレイ２、Ｘドライバ３、統括制御部４、記憶部５、電源回路６、および光センサ７を備えている。なお、ここでは、画像信号が赤色、緑色、青色の３原色に係る信号によって構成され、有機ＥＬディスプレイ２が、赤色の光を発する発光素子と、緑色の光を発する発光素子と、青色の光を発する発光素子とを備えて構成されているものとする。

有機ＥＬディスプレイ２は、略長方形の輪郭を有し、有機材料に電流を流すことで材料自らが発光する自発光型の発光素子を有する。この有機ＥＬディスプレイ２には、第１色としての赤色の光（例えば、約６１０〜７５０ｎｍの範囲に含まれる波長の光）をそれぞれ発する多数の画素回路２１Ｒ、第２色としての緑色の光（例えば、約５００〜５６０ｎｍの範囲に含まれる波長の光）をそれぞれ発する多数の画素回路２１Ｇ、および第３色としての青色の光（例えば、約４３５〜４８０ｎｍの範囲に含まれる波長の光）をそれぞれ発する多数の画素回路２１Ｂが配列されている。

具体的には、多数の画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは、例えば、マトリックス状に配列される。そして、各画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂには、発光素子（ここでは、有機ＥＬ素子）が含まれている。なお、本実施形態では、有機ＥＬディスプレイ２が本発明の「表示部」に相当し、画素回路２１Ｒが本発明の「第１画素回路」に相当し、画素回路２１Ｇが本発明の「第２画素回路」に相当し、画素回路２１Ｂが本発明の「第３画素回路」に相当する。

また、有機ＥＬディスプレイ２は、複数の画像信号線と、複数の走査信号線とを有する。各画像信号線は、発光輝度に対応する各出力画像信号（具体的には、赤色の出力用の階調値（出力階調値）を示す出力画像信号Ｓ_OUTR、緑色の出力階調値を示す出力画像信号Ｓ_OUTG、または青色の出力階調値を示す出力画像信号Ｓ_OUTB）を各画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに供給する。各走査信号線は、複数の画像信号線に対して略直交するように設けられ、各画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに走査信号を供給する。この走査信号は、各画像信号線を介して各画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに出力画像信号Ｓ_OUTR，Ｓ_OUTG，Ｓ_OUTBを供給するタイミングを制御する信号である。

Ｘドライバ３は、複数の画像信号線に対して電気的に接続され、統括制御部４から入力される各出力画像信号Ｓ_OUTR，Ｓ_OUTG，Ｓ_OUTBを各画像信号線に供給するタイミングを制御する回路である。このＸドライバ３は、例えば、有機ＥＬディスプレイ２の一辺（例えば、短辺または長辺）に沿って配置されている。なお、図１では、図示が省略されているが、有機ＥＬパネル３の一辺と略直交する他辺（例えば、長辺または短辺）に沿って走査信号を走査信号線に供給するタイミングを制御する回路（Ｙドライバ）が配置されている。

統括制御部４は、画像表示装置１の動作を統括制御する部分であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭ等を備えている。例えば、ＲＯＭ内には、プログラムおよび各種データが格納され、ＲＯＭ内のプロクラムをＣＰＵが読み込んで実行することで、統括制御部４における各種制御や機能が実現される。具体的には、統括制御部４では、制御部としての輝度制御部４１および変換部としてのγ変換部４２等といった機能的な構成が実現される。

輝度制御部４１は、検出部としての光センサ７によって検出される有機ＥＬディスプレイ２の周囲の照度の低下に応じて、有機ＥＬディスプレイ２における発光輝度を低下させる。なお、ここで言う有機ＥＬディスプレイ２の周囲の照度とは、有機ＥＬディスプレイ２の発光に依らず、有機ＥＬディスプレイ２が置かれている環境の光（環境光）に依る照度のことを示している。したがって、以下では、有機ＥＬディスプレイ２の周囲の照度を「環境起因照度」とも称する。この環境起因照度の低下に応じて発光輝度を低下させる制御については更に後述する。

また、輝度制御部４１は、光センサ７によって検出される環境起因照度に応じて、γ変換部４２におけるγ変換を制御する。この環境起因照度に応じたγ変換の制御については更に後述する。なお、本実施形態では、輝度制御部４１が本発明の「制御部」に相当する。

γ変換部４２は、入力画像信号（具体的には、赤色の入力階調値を示す入力画像信号（赤色入力画像信号）Ｓ_INR、緑色の入力階調値を示す入力画像信号（緑色入力画像信号）Ｓ_ING、または青色の入力階調値を示す入力画像信号（青色入力画像信号）Ｓ_INB）を受け付けて、いわゆるγ変換を行う。

具体的には、画素回路２１Ｒに対応する赤色の入力階調値（赤色入力階調値）を示す入力画像信号Ｓ_INRと、画素回路２１Ｇに対応する緑色の入力階調値（緑色入力階調値）を示す入力画像信号Ｓ_INGと、画素回路２１Ｂに対応する青色の入力階調値（青色入力階調値）を示す入力画像信号Ｓ_INBとが、画素回路２１Ｒに対応する赤色の出力階調値（赤色出力階調値）を示す出力画像信号（赤色出力画像信号）Ｓ_OUTRと、画素回路２１Ｇに対応する緑色の出力階調値（緑色出力階調値）を示す出力画像信号（緑色出力画像信号）Ｓ_OUTGと、画素回路２１Ｂに対応する青色の出力階調値（青色出力階調値）を示す入力画像信号（青色出力画像信号）Ｓ_OUTBとに変換される。

詳細には、例えば、６ビットの赤色、緑色、および青色入力画像信号Ｓ_INR，Ｓ_ING，Ｓ_INB（ここでは、赤色、緑色、および青色入力階調値が０／６３〜６３／６３の画像信号）が、１０ビットの赤色、緑色、および青色出力画像信号Ｓ_OUTR，Ｓ_OUTG，Ｓ_OUTB（ここでは、赤色、緑色、および青色出力階調値が０／１０２３〜１０２３／１０２３の画像信号）に変換される。例えば、γ変換部４２では、各色の入力階調値が概ね２．２乗された出力階調値に変換される。そして、出力画像信号Ｓ_OUTR，Ｓ_OUTG，Ｓ_OUTBは、Ｘドライバ３に入力される。

γ変換部４２における変換処理（γ変換処理）については、各色について変換前の入力階調値と変換後の出力階調値とを関連付けたテーブル（γテーブル）を予め記憶部５に記憶させておき、該γテーブルが変換ルールとして参照されることで、該γ変換処理が行われる。なお、このγ変換部４２におけるγ変換処理が、逐一演算によって行われても良い。但し、γ変換部４２におけるγ変換処理の変換ルール（ここでは、γテーブル）が、光センサ７によって検出される環境起因照度に応じて適宜変更される。なお、本実施形態では、γ変換部４２が本発明の「変換部」に相当する。

記憶部５は、不揮発性のメモリ等を用いて構成され、γテーブル等の各種情報を記憶する。なお、γテーブルは、複数の照度の範囲（照度範囲）にそれぞれ対応する複数段階（例えば、６または１２以上の段階）の環境起因照度毎に準備されて、記憶部５に記憶される。

電源回路６は、電源（例えば、バッテリー）から供給される電力を、輝度制御部４１からの信号に応じて、有機ＥＬディスプレイ２を構成する多数の画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに対して発光に必要な電圧（発光用電源電圧）、およびＸドライバ３の駆動に要する電圧（Ｘドライバ駆動電圧）として供給する。すなわち、電源回路６によって、各画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの各有機ＥＬ素子に対して電力が供給される。なお、本実施形態では、電源回路６が本発明の「電源部」に相当する。

この電源回路６は、変圧器を備え、輝度制御部４１からの環境起因照度に応じた制御信号に応答して、変圧器（例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ）により、有機ＥＬディスプレイ２の各画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに対して供給する電力を変更する。すなわち、各画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに含まれる発光素子の両極間に印加される発光用電源電圧を変更する。

例えば、画像表示装置１において動画（例えば、１秒間に６０フレームを表示する動画）を可視的に出力する場合には、所定数（例えば、６０）のフレームごとに発光用電源電圧が変更される。そして、発光用電源電圧の変更は、１フレーム分の発光期間と次の１フレーム分の発光期間との間に行われる。この発光用電源電圧の変更により、有機ＥＬディスプレイ２における消費電流が変更される。

光センサ７は、有機ＥＬディスプレイ２の周囲の照度（環境起因照度）を計測する照度計を備えて構成されている。本実施形態では、光センサ７が本発明の「検出部」に相当する。そして、光センサ７における環境起因照度の計測結果を示す信号は、輝度制御部４１に対して出力される。

図２は、画像表示装置１における光センサ７の取り付け位置の一例を示す模式図である。ここで、例えば、下面ガラス基板２０１と上面ガラス基板２０３との間に素子層２０２が介在して有機ＥＬディスプレイ２が構成されている場合を想定する。

下面ガラス基板２０１は、素子層２０２を積層させるためのベースの部材である。

素子層２０２は、多数の画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂがマトリックス状に形成されて構成されている。そして、素子層２０２については、下面のガラス基板２０１上に、シリコン等で構成される半導体層が積層され、適宜Ｐ型およびＮ型の半導体層が配置されてトランジスタ２１２が設けられるとともに、有機ＥＬ素子が形成されて、各画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂが形成されている。また、素子層２０２の上面ガラス基板２０３側の面に、適宜Ｐ型およびＮ型の半導体層が積層されて光センサ７が形成されている。なお、この光センサ７の形態としては、一般的なフォトダイオードであっても良いし、ゲートが形成されていない薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の様な形態であっても良い。

上面ガラス基板２０３は、透明なガラスで構成されており、素子層２０２を保護するために、該素子層２０２の上面に設けられる。つまり、素子層２０２は、下面ガラス基板２０１と上面ガラス基板２０３とで挟持されている。そして、素子層２０２に配列された多数の画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂから発せられる光が上面ガラス基板２０３を透過して、図２のハッチングが付された矢印で示されるように外部に射出される。

また、光センサ７は、外部から入射され、上面ガラス基板２０３を透過する環境光Ｅ_Pを受光することで、環境起因照度を計測する。このように、光センサ７が素子層２０２に設けられている場合、各画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂから光が発せられる期間では、各画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに係る発光輝度の計測が可能であり、各画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂから光が発せられない期間では、環境起因照度の計測が可能となる。

具体的には、動画表示が行われる場合、多数の画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂが点灯と消灯とを繰り返す際に、光センサ７で時間的に連続して測定を行うと、検出値の強弱の周期的な変動が得られる。そして、該検出値の極小値が環境起因照度に相当し、該検出値の極大値が発光輝度に相当することになる。

なお、ここでは、統括制御部４の各種構成が、ＣＰＵでプログラムが実行されることで機能的に実現されたが、これに限られない。例えば、統括制御部４の全てまたは一部の構成が、専用の電子回路等のハードウェア構成によって実現されても良い。

以下、環境起因照度に応じた発光用電源電圧の変更、環境起因照度に応じたγ変換処理の変更、および環境起因照度と有機ＥＬディスプレイ２の発光輝度との関係について順次に説明する。

＜環境起因照度に応じた発光用電源電圧の変更＞
図３は、輝度制御部４１の制御によって、環境起因照度に応じて発光用電源電圧を変更する際における環境起因照度と発光用電源電圧との関係を例示する模式図である。図３では、横軸が環境起因照度の常用対数（つまり、ｌｏｇ₁₀（環境起因照度））を示し、縦軸が発光用電源電圧を示している。そして、環境起因照度と発光用電源電圧との関係が太線Ｃｖ_DDで示されている。

図３で示されるように、環境起因照度が所定の第０基準照度（例えば、１０００ルクス）Ｃ０よりも高い場合は、発光用電源電圧は最大値Ｖ_MAX付近の略一定値に設定される。

環境起因照度が所定の第０基準照度Ｃ０以下であり且つ所定の第１基準照度Ｃ１（例えば、１００ルクス）よりも高い場合は、環境起因照度の低下に応じて、発光用電源電圧が単調に低減される。更に、環境起因照度が所定の第１基準照度Ｃ１以下であり且つ所定の第２基準照度Ｃ２（例えば、１０ルクス）よりも高い場合も、環境起因照度の低下に応じて、発光用電源電圧が単調に低減される。

このような発光用電源電圧の制御により、環境起因照度が所定の第０基準照度Ｃ０以下であり且つ所定の第２基準照度Ｃ２よりも高い場合は、環境起因照度の低下に応じて、有機ＥＬディスプレイ２の発光輝度が低減されることで、発光輝度が環境起因照度に応じた値に設定される。したがって、画像表示装置１の周辺の光量が少ないときには、発光輝度が低減されて、画面の眩しさが防止されるとともに、消費電力の低減が図られる。

環境起因照度が所定の第２基準照度Ｃ２以下である場合は、環境起因照度の変化に拘わらず、発光用電源電圧は最小値Ｖ_MIN付近の略一定値に設定される。このような発光用電源電圧の制御により、画像表示装置１の周囲が極端に暗くなった場合でも、ユーザーが画像を視認可能な程度の発光輝度が確保される。

＜環境起因照度に応じたγ変換処理の変更＞
通常のγ変換処理では、赤色、緑色、および青色入力画像信号Ｓ_INR，Ｓ_ING，Ｓ_INBが同一の入力階調値を示す場合には、例えば、各色毎にＴＦＴの大きさを調整したりすることで、各入力階調値を２．２乗した出力階調値を示す赤色、緑色、および青色出力画像信号Ｓ_OUTR，Ｓ_OUTG，Ｓ_OUTBが得られる。すなわち、γ変換処理の前後において、赤色、緑色、および青色入力階調値に係る比率と、赤色、緑色、および青色出力階調値に係る比率とが略一定に維持されるように設計されている。

これに対して、本実施形態に係るγ変換処理では、環境起因照度の変化に応じて、γ変換処理の前後における赤色、緑色、および青色の階調値に係る比率を適宜変更する。具体的には、γ変換処理の前後において、赤色、緑色、および青色入力階調値に係る比率と、赤色、緑色、および青色出力階調値に係る比率とを異ならせる。以下、γ変換処理の前後における赤色、緑色、および青色の階調値の比率を、環境起因照度に応じて変更する内容について説明する。

図４は、赤色、緑色、および青色入力画像信号Ｓ_INR，Ｓ_ING，Ｓ_INBが同一の入力階調値を示す場合において、赤色、緑色、および青色出力画像信号Ｓ_OUTR，Ｓ_OUTG，Ｓ_OUTBが示す出力階調値の比率と、環境起因照度との関係を例示する模式図である。図４では、横軸が環境起因照度の常用対数（つまり、ｌｏｇ₁₀（環境起因照度））を示し、縦軸が赤色、緑色、および青色出力階調値の比率を示している。

ここでは、同一の階調値を示す赤色、緑色、および青色入力画像信号Ｓ_INR，Ｓ_ING，Ｓ_INBに対応する赤色、緑色、および青色出力画像信号Ｓ_OUTR，Ｓ_OUTG，Ｓ_OUTBが示す赤色、緑色、および青色出力階調値のうちの最大の出力階調値（最大出力階調値）を基準値である１とする。そして、環境起因照度と赤色出力階調値の比率（具体的には、赤色出力階調値を最大出力階調値で除した値）との関係が太線Ｃｆ_Rで示され、環境起因照度と緑色出力階調値の比率（具体的には、緑色出力階調値を最大出力階調値で除した値）との関係が太い一点鎖線Ｃｆ_Gで示され、環境起因照度と青色出力階調値の比率（具体的には、青色出力階調値を最大出力階調値で除した値）との関係が太い破線Ｃｆ_Bで示されている。

図４で示されるように、環境起因照度が所定の第０基準照度Ｃ０よりも高い場合は、環境起因照度の低下に拘わらず、赤色、緑色、および青色出力階調値の比率が、ともに１付近の略一定値となるように設定される。また、環境起因照度が所定の第０基準照度Ｃ０以下であり且つ所定の第１基準照度Ｃ１よりも高い場合も、環境起因照度の低下に拘わらず、赤色、緑色、および青色出力階調値の比率が、ともに１付近の略一定値となるように設定される。つまり、環境起因照度が所定の第１基準照度Ｃ１よりも高い場合には、同一の値の赤色、緑色、および青色入力階調値が、略同一（具体的には同一）の値の赤色、緑色、および青色出力階調値となるような変換ルール（ここでは、γテーブル）に従ってγ変換部４２におけるγ変換処理が行われる。

環境起因照度が所定の第１基準照度Ｃ１以下であり且つ所定の第２基準照度Ｃ２よりも高い場合は、環境起因照度の低下に拘わらず、赤色出力階調値の比率が１（すなわち最大出力階調値）のまま一定に維持されつつ、緑色および青色出力階調値の比率が、赤色出力階調値の比率よりも相対的に低くなるように設定される。つまり、同一の値の赤色、緑色、および青色入力階調値に対して、緑色および青色出力階調値よりも赤色出力階調値の方が相対的に大きくなるような変換ルール（ここでは、γテーブル）に従ってγ変換部４２におけるγ変換処理が行われる。なお、緑色および青色出力階調値よりも赤色出力階調値の方が相対的に大きくなるようであれば、赤色出力階調値を多少下げても構わない。ここでは、環境起因照度が第１基準照度Ｃ１以下の場合は、画素回路２１Ｇ又は画素回路２１Ｂに係る輝度と異なる比率で画素回路２１Ｒに係る輝度が下がるように制御する。

ここで、人間の目は、視認する対象物の輝度がある程度低くなると、赤色を感じ難くなる。このため、上記γ変換処理により、有機ＥＬディスプレイ２で表示される画像が、緑色および青色よりも相対的に赤色が強調された赤味がかった画像とされるように色度を調整することで、ユーザーは、元の画像に係る所謂ホワイトバランスが一定に維持されたかのように感じる。

環境起因照度が所定の第２基準照度Ｃ２以下であり且つ所定の第３基準照度Ｃ３（例えば、６ルクス）よりも高い場合は、環境起因照度の低下に拘わらず、緑色出力階調値の比率が１（すなわち最大出力階調値）のまま一定に維持されつつ、青色出力階調値の比率が緑色出力階調値よりも低い所定値（例えば、０．７）付近で維持されるとともに、環境起因照度の低下に応じて、赤色出力階調値の比率が単調に低下されるように設定される。つまり、同一の値の赤色、緑色、および青色入力階調値に対して、緑色出力階調値よりも赤色出力階調値の方が相対的に小さくなるような変換ルール（ここでは、γテーブル）に従ってγ変換部４２におけるγ変換処理が行われる。

環境起因照度が所定の第３基準照度Ｃ３以下であり且つ所定の第４基準照度Ｃ４（例えば、２ルクス）よりも高い場合は、環境起因照度の低下に拘わらず、緑色出力階調値の比率が１（すなわち最大出力階調値）のまま一定に維持されつつ、青色出力階調値の比率が緑色出力階調値よりも低い所定値（例えば、０．７）付近で維持されるとともに、環境起因照度の低下に応じて、赤色出力階調値の比率が、青色出力階調値の比率よりも低い値の範囲において単調に低下されるように設定される。つまり、同一の値の赤色、緑色、および青色入力階調値に対して、緑色および青色出力階調値よりも赤色出力階調値の方が相対的に小さくなるような変換ルール（ここでは、γテーブル）に従ってγ変換部４２におけるγ変換処理が行われる。

更に、環境起因照度が所定の第４基準照度Ｃ４以下の場合は、環境起因照度の低下に拘わらず、緑色出力階調値の比率が１（すなわち最大出力階調値）のまま一定に維持されつつ、青色出力階調値の比率が緑色出力階調値よりも低い所定値（例えば、０．７）付近で維持されるとともに、赤色出力階調値の比率が、極めて低い値（ここでは、０）付近で維持されるように設定される。つまり、有機ＥＬディスプレイ２に表示される画像は青緑の単色表示の画像となる。

ここで、人間の目は、視認する対象物の輝度がかなり低くなると、該対象物の色を認識することが出来なくなる。そこで、本実施形態では、極めて低い輝度でも人間の目の感度が赤色よりも高い２色（緑色と青色）の中間の色の光（５００ｎｍを中心とした波長範囲の光）を発するように制御される。このような制御により、消費電力の低減が図られる。

＜環境起因照度と発光輝度との関係＞
図５は、上述した環境起因照度に応じた発光用電源電圧およびγ変換処理の変更の結果として得られる環境起因照度と有機ＥＬディスプレイ２の発光輝度との関係を例示する模式図である。

図５では、横軸が環境起因照度の常用対数（つまり、ｌｏｇ₁₀（環境起因照度））を示し、縦軸が発光輝度を示している。そして、図５では、赤色、緑色、および青色入力画像信号Ｓ_INR，Ｓ_ING，Ｓ_INBが同一の入力階調値を示す場合において、環境起因照度と赤色の画素回路２１Ｒに係る発光輝度との関係が太線Ｃｅ_Rで示され、環境起因照度と緑色の画素回路２１Ｇに係る発光輝度との関係が太い一点鎖線Ｃｅ_Gで示され、環境起因照度と青色の画素回路２１Ｂに係る発光輝度との関係が太い破線Ｃｅ_Bで示されている。

図５で示されるように、環境起因照度が所定の第０基準照度Ｃ０よりも高い場合は、画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに係る発光輝度が最大値Ｙ_MAX付近の略一定値となる。

環境起因照度が所定の第０基準照度以下の場合は、環境起因照度の低下に応じて、画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに係る発光輝度が低下する傾向にある。

具体的には、環境起因照度が所定の第０基準照度Ｃ０以下であり且つ所定の第１基準照度Ｃ１よりも高い場合は、環境起因照度の低下に応じて、画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに係る発光輝度がそれぞれ単調に低下する。

環境起因照度が所定の第１基準照度Ｃ１以下であり且つ所定の第２基準照度Ｃ２よりも高い場合は、画素回路２１Ｒに係る発光輝度よりも画素回路２１Ｇ，２１Ｂに係る発光輝度の方が相対的に低くなる。つまり、当該環境起因照度の範囲では、環境起因照度の低下に対する画素回路２１Ｒに係る発光輝度の低下量よりも、環境起因照度の低下に対する画素回路２１Ｇ，２１Ｂに係る発光輝度の低下量の方が大きくなる。

環境起因照度が所定の第２基準照度Ｃ２以下であり且つ所定の第３基準照度Ｃ３よりも高い場合は、画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに係る発光輝度のうち、画素回路２１Ｇの発光輝度が最も高い値となり、画素回路２１Ｒの発光輝度が中間の値となり、画素回路２１Ｂの発光輝度が最も低い値となる。そして、画素回路２１Ｇ，２１Ｂの発光輝度は、それぞれの最小値Ｙ_MING，Ｙ_MINB付近の略一定値に維持されるのに対して、画素回路２１Ｒに係る発光輝度は、環境起因照度の低下に応じて単調に低下する。

環境起因照度が所定の第３基準照度Ｃ３以下であり且つ所定の第４基準照度Ｃ４よりも高い場合は、画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに係る発光輝度のうち、画素回路２１Ｇの発光輝度が最も高い値となり、画素回路２１Ｂの発光輝度が中間の値となり、画素回路２１Ｒの発光輝度が最も低い値となる。そして、画素回路２１Ｇ，２１Ｂの発光輝度は、それぞれの最小値Ｙ_MING，Ｙ_MINB付近の略一定値に維持されるのに対して、画素回路２１Ｒに係る発光輝度は、環境起因照度の低下に応じて単調に低下する。

つまり、環境起因照度が所定の第２基準照度Ｃ２以下であり且つ所定の第４基準照度Ｃ４よりも高い場合は、環境起因照度の低下に応じて、画素回路２１Ｇ，２１Ｂに係る発光輝度が殆ど低下しないのに対して、画素回路２１Ｒに係る発光輝度が単調に低下する。

環境起因照度が所定の第４基準照度Ｃ４以下である場合は、環境起因照度の変化に拘わらず、画素回路２１Ｇの発光輝度が最小値Ｙ_MING付近の略一定値に維持され、画素回路２１Ｂの発光輝度が最小値Ｙ_MINB付近の略一定値に維持され、画素回路２１Ｒの発光輝度が極めて低い所定値（ここでは、０）付近の略一定値に維持される。なお、このとき、画素回路２１Ｇの発光輝度が最も高い値となり、画素回路２１Ｂの発光輝度が中間の値となり、画素回路２１Ｒの発光輝度が最も低い値となる。

＜環境光に応じた発光制御動作＞
図６は、本実施形態に係る画像表示装置１における環境光に応じた発光制御の動作フローを示すフローチャートである。本動作フローは、統括制御部４の制御によって実現される。そして、例えば、統括制御部４に対して動画を構成する入力画像信号が入力され始めたことに応答して、本動作フローが開始され、図６のステップＳ１に進む。

ステップＳ１では、光センサ７により、環境起因照度の測定が行われる。このとき、統括制御部４によって環境起因照度の値が得られる。

ステップＳ２では、輝度制御部４１により、ステップＳ１で得られた環境起因照度の値に応じた、発光用電源電圧およびγテーブルが設定される。

ステップＳ３では、統括制御部４が機能として有するタイマーの計時が開始される。

ステップＳ４では、統括制御部４により、タイマーの計時が開始されてから所定時間（例えば、１秒）が経過したか否か判定される。ここでは、所定時間が経過していなければ、ステップＳ４の判定が繰り返され、所定時間が経過していれば、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、光センサ７により、環境起因照度の測定が行われる。

ステップＳ６では、統括制御部４により、タイマーがリセットされて、該タイマーの計時が再度開始される。

ステップＳ７では、輝度制御部４１により、ステップＳ５で得られた環境起因照度の値に応じた、発光用電源電圧およびγテーブルが設定される。なお、γテーブルは、複数段階の照度範囲毎に準備されているため、環境起因照度が前回測定された環境起因照度が属する照度範囲から外れていなければ、これまでに採用されているγテーブルの設定が維持される。逆に、環境起因照度が前回測定された環境起因照度が属する照度範囲から外れていれば、γ変換部４２で使用されるγテーブルが現在の環境起因照度に対応するγテーブルに変更される。

そして、このステップＳ７の処理が終了されると、ステップＳ４に戻る。つまり、動画を構成する入力画像信号が統括制御部４に入力され続けている間、ステップＳ４〜Ｓ７の処理が繰り返される。

なお、動画を構成する入力画像信号の統括制御部４に対する入力が終了されると、本動作フローが強制的に終了される。

以上のように、本発明の一実施形態に係る画像表示装置１では、有機ＥＬディスプレイ２の周囲の照度（ここでは、環境起因照度）の低下に応じて、有機ＥＬディスプレイ２の発光輝度が低下される。また、有機ＥＬディスプレイ２の周囲の照度（ここでは、環境起因照度）が、第１基準照度Ｃ１以下であり且つ第２基準照度Ｃ２よりも高い場合は、有機ＥＬディスプレイ２に赤味がかった画像が表示される。このため、環境の変化に合わせてユーザーにとって見易い画面が実現されつつ、消費電力の低減も図られる。

また、視認する対象物がかなり暗くなると人間の目における赤色の光に対する感度が低下する。このため、赤色の光がその他の色の光と比べて相対的に低減される。その結果、環境の変化に合わせてユーザーにとって見易い画面が実現されつつ、更に消費電力の低減が図られる。

また、画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに供給される発光に必要な発光用電源電圧の低減によって、有機ＥＬディスプレイ２の発光輝度が低下される。このため、消費電力の更なる低減が図られる。

また、環境起因照度に応じて、γ変換処理によって、同一の値の赤色、緑色、および青色入力画像信号が、異なる値の赤色、緑色、および青色出力画像信号に変換される。このため、特別な構成を付加することなく、有機ＥＬディスプレイ２で表示される画像の所謂ホワイトバランスを調整することができる。

また、図２で示されたように、画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂを構成する際に、光センサ７を形成するような構成が採用されている。このため、有機ＥＬディスプレイ２の周囲の照度（ここでは、環境起因照度）を容易に検出可能である光センサ７を簡単に形成することができる。

＜変形例＞
本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。

◎例えば、上記実施形態では、有機ＥＬディスプレイ２に係る発光輝度の変更が電源回路６から有機ＥＬディスプレイ２に供給される発光用電源電圧の変更によって行われたが、これに限られない。例えば、環境起因照度に応じて、電源回路６からＸドライバ３に供給される電源電圧が変更されることで、発光輝度の変更が行われても良い。また、γテーブルの変更によって、発光輝度の変更が行われても良い。さらに、画像表示装置１内に、入力階調値の信号の元となるパレットを調整するパレット制御部を設け、該パレット制御部によってパレットの内容を調整することにより、入力階調値を変更する方法であっても良い。パレット制御部は、環境起因照度に応じて、入力階調値の大きさを変更する。そして、入力階調値が変更されることによって、ひいては出力階調値が変更される。なお、パレット制御部によって入力階調値を変更するとともに、γテーブルを変更して、発光輝度を調整してもよい。

◎また、上記実施形態では、画像のホワイトバランスの調整がγテーブルの変更によって行われたが、これに限られない。例えば、環境起因照度に応じて、入力階調値および出力階調値のうちの少なくとも一方の値が、γ変換処理以外の変換処理によって変換されることで、画像のホワイトバランスの調整が行われても良い。また、画像表示装置１内に、入力階調値の信号の元となるパレットを調整するパレット制御部を設け、該パレット制御部によるパレットの内容の調整に応じて、入力階調値を変更することで、画像のホワイトバランスの調整を行っても良い。ここでは、パレット制御部は、環境起因照度に応じて、入力階調値の大きさを変更する。そして、入力階調値の変更に応じて、結果的に出力階調値が変更されて、画像のホワイトバランスが調整される。なお、パレット制御部による入力階調値の変更、およびγテーブルの変更の双方によって、画像のホワイトバランスが調整されてもよい。

◎また、上記実施形態では、光センサ７がトランジスタ２１２等と共に素子層２０２に埋め込まれたが、これに限られず、その他の種々の位置に光センサが設けられても良い。以下、光センサ７Ａ，７Ｂの取り付け位置の２つの具体例を示して説明する。

図７は、変形例１に係る画像表示装置１Ａにおける光センサ７Ａの取り付け位置を説明するための図である。なお、画像表示装置１Ａの構成は、上記実施形態に係る画像表示装置１と比較して、光センサ７が取り付け位置の異なる光センサ７Ａに変更され、該変更によって有機ＥＬディスプレイ２が、構成の異なる有機ＥＬディスプレイ２Ａに変更されたものとなっている。

図７で示されるように、有機ＥＬディスプレイ２Ａでは、上記実施形態に係る有機ＥＬディスプレイ２と同様に、素子層２０２に含まれる多数の画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂから光が出射される有機ＥＬディスプレイ２Ａの前面側に、透明層に相当する上面ガラス基板２０３が設けられている。そして、光センサ７Ａが、上面ガラス基板２０３の端部近傍に設けられている。

光センサ７Ａは、各画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂから光が発せられない期間において、外部から入射され、上面ガラス基板２０３を透過する環境光Ｅ_Pを受光することで、環境起因照度を計測する。また、各画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂから光が発せられる期間において、各画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂから発せられて、上面ガラス基板２０３を横方向に進む光Ｅ_ETを光センサ７Ａが計測することで、各画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに係る発光輝度の計測が可能となる。

このような構成では、有機ＥＬディスプレイ２Ａの外部に特別な光センサを設ける必要性がない。このため、有機ＥＬディスプレイ２Ａの周囲の照度（ここでは、環境起因照度）を容易に検出可能である光センサ７Ａを簡単に形成することができる。

図８は、変形例２に係る画像表示装置１Ｂにおける光センサ７Ｂの取り付け位置を説明するための図である。なお、画像表示装置１Ｂの構成は、上記実施形態に係る画像表示装置１と比較して、光センサ７が取り付け位置の異なる光センサ７Ｂに変更され、該変更によって有機ＥＬディスプレイ２が、構成の異なる有機ＥＬディスプレイ２Ｂに変更されたものとなっている。

図８で示されるように、有機ＥＬディスプレイ２Ｂでは、上面ガラス基板２０３の前面の端部近傍に光センサ７Ｂが設けられている。そして、この光センサ７Ｂによって環境光Ｅ_Pを受光することで、環境起因照度を計測する。

なお、有機ＥＬディスプレイが、動画を構成する各フレームの出力画像信号に対応して、上部の水平ライン（画素回路２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂによって構成される画素回路のライン）から順次に点灯する所謂プログレッシブタイプである場合、有機ＥＬディスプレイにおいて動画を表示している際には、何れかの水平ラインが発光状態にある。このため、有機ＥＬディスプレイから出射される光の影響を受けず、環境起因照度を精度良く測定する観点から、図８で示されるように、環境光Ｅ_Pは受光するが、有機ＥＬディスプレイから出射される光を受光しないように、光センサが設置されることが好ましい。

◎また、上記実施形態では、有機ＥＬディスプレイ２が、赤色の光を発する画素回路２１Ｒと、緑色の光を発する画素回路２１Ｇと、青色の光を発する画素回路２１Ｂとを備えて構成されたが、これに限られない。第２および第３色は、緑色および青色の光の波長帯の周辺の波長帯に係る色であるような場合が考えられる。なお、上記実施形態のγテーブルにおける環境起因照度に対する緑色出力階調値の関係と、環境起因照度に対する青色出力階調値の関係とを入れ替えても良いし、γテーブルにおいて環境起因照度の変化に対する緑色出力階調値と青色出力階調値とが全く同じ傾向を示しても良い。

◎また、上記実施形態では、図３で示されたように、環境起因照度の変化に応じて、発光用電源電圧が連続的に変更されたが、これに限られない。例えば、照度が複数（例えば、１２個）の値の範囲（照度範囲）に区分され、記憶部５等に各照度範囲に対して発光用電源電圧が対応付けられたテーブルが格納されており、光センサ７によって実測された環境起因照度が属する照度範囲に対応付けられている発光用電源電圧が採用されるような構成であっても良い。

◎また、上記実施形態では、有機ＥＬディスプレイ２を備えている画像表示装置１を例示して説明したが、これに限られない。本発明の思想は、例えば、無機材料によって構成される発光ダイオードを備えて構成される自ら光を発する自発光型のディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、およびブラウン管等の種々の画像表示装置一般に適用可能である。

◎なお、上記実施形態および上記変形例をそれぞれ構成する一部の構成が、矛盾しない範囲で適宜組み合わされても良い。

本発明の一実施形態に係る画像表示装置の機能的な構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る光センサの取り付け位置を例示する模式図である。 環境起因照度と発光用電源電圧との関係を例示する模式図である。 環境起因照度とγテーブルとの関係を例示する模式図である。 環境起因照度と発光輝度との関係を例示する模式図である。 環境光に応じた発光制御の動作フローを示すフローチャートである。 変形例１に係る光センサの取り付け位置を例示する模式図である。 変形例２に係る光センサの取り付け位置を例示する模式図である。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ 画像表示装置
２，２Ａ，２Ｂ 有機ＥＬディスプレイ
３ Ｘドライバ
４ 制御部
５ 記憶部
６ 電源回路
７，７Ａ，７Ｂ 光センサ
２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ 画素回路
４１ 輝度制御部
４２ γ変換部

Claims (9)

1. 第１色の光を発する第１画素回路と、第２色の光を発する第２画素回路とを有する表示部と、
   前記表示部の周囲の照度を検出する検出部と、
   前記検出部によって検出される前記表示部の周囲の照度が、第１基準照度以下の場合は、前記第１色の光を発する前記第１画素回路の出力輝度と前記第２色の光を発する前記第２画素回路の出力輝度との比率を、前記第１画素回路の入力画像信号と前記第２画素回路の入力画像信号との比率とは異なるように下げ、前記照度が前記第１基準照度以上の場合は、前記第１画素回路の出力輝度と前記第２画素回路の出力輝度との比率を、前記第１画素回路の入力画像信号と前記第２画素回路の入力画像信号との比率と略一定に維持する制御部と、
   を備えることを特徴とする画像表示装置。
   
2. 第１色の光を発する第１画素回路と、第２色の光を発する第２画素回路と、第３色の光を発する第３画素回路とを有する表示部と、
   前記第１画素回路に対応する第１入力階調値を第１出力階調値に変換し、前記第２画素回路に対応する第２入力階調値を第２出力階調値に変換し、前記第３画素回路に対応する第３入力階調値を第３出力階調値に変換する変換部と、
   前記表示部の周囲の照度を検出する検出部と、
   前記検出部によって検出される前記表示部の周囲の照度が、第１基準照度以下であり且つ第２基準照度よりも高い場合は、前記第２および第３入力階調値を前記第１入力階調値よりも小さくし、前記第２および第３出力階調値よりも前記第１出力階調値の方が相対的に大きくなるように前記変換部を制御して、前記表示部の発光輝度を小さくし、前記照度が前記第１基準照度以上の場合は、前記第１出力階調値、前記第２出力階調値、および前記第３出力階調値の比率を前記第１入力階調値、前記第２入力階調値、および前記第３入力階調値の比率と略一定に維持する制御部と、
   を備えることを特徴とする画像表示装置。
   
3. 請求項２に記載の画像表示装置であって、
   前記制御部が、
   前記検出部によって検出される前記表示部の周囲の照度が、前記第２基準照度以下の場合は、前記第２出力階調値よりも前記第１出力階調値の方が相対的に小さくなるように制御することを特徴とする画像表示装置。
   
4. 請求項３に記載の画像表示装置であって、
   前記制御部が、
   前記検出部によって検出される前記表示部の周囲の照度が、前記第２基準照度よりも低い第３基準照度以下の場合は、前記第２および第３出力階調値よりも前記第１出力階調値の方が相対的に小さくなるように制御することを特徴とする画像表示装置。
   
5. 請求項２から請求項４の何れか１つの請求項に記載の画像表示装置であって、
   前記第１から第３画素回路に対して発光に必要な電圧を供給する電源部、
   を備え、
   前記制御部が、
   前記検出部によって検出される前記表示部の周囲の照度の低下に応じて、前記電源部から前記第１から第３画素回路に対して供給される電圧を制御し、前記表示部の発光輝度を小さくするように制御することを特徴とする画像表示装置。
   
6. 請求項２から請求項５の何れか１つの請求項に記載の画像表示装置であって、
   前記第２および第３色が、
   青色および緑色を含むことを特徴とする画像表示装置。
   
7. 請求項２から請求項６の何れか１つの請求項に記載の画像表示装置であって、
   前記制御部が、
   γテーブルを調整し、前記表示部の発光輝度を小さくするように制御することを特徴とする画像表示装置。
   
8. 請求項２から請求項７の何れか１つの請求項に記載の画像表示装置であって、
   前記表示部が、
   基板と、該基板上に半導体が積層されて設けられるトランジスタとを有し、
   前記検出部が、
   前記基板上に半導体が積層されて形成されることを特徴とする画像表示装置。
   
9. 請求項２から請求項７の何れか１つの請求項に記載の画像表示装置であって、
   前記表示部が、
   前記第１から第３画素回路から光が出射される前面側に設けられる透明層を有し、
   前記検出部が、
   前記透明層の端部近傍に設けられることを特徴とする画像表示装置。

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